脉冲电流键合镁铝层合板

无氧化无IMC脆化

空位诱导的瞬态液相键合策略，在无保护气氛下实现镁铝异质金属的快速冶金结合，界面由细小γ-Al12Mg17共晶而非脆性β-Al3Mg2组成，从而获得高于母材的拉伸强度。

Bian, Gongbo · 张婷婷 · 75496331 · 杨涛 · 王文先

Applied Materials Today 2026

参数信息

极限抗拉强度

~270 MPa

空位浓度

5.92 %

扩散激活能

8.32×10 eV

技术优势

不用保护气

脉冲电流加热与电迁移的协同作用在界面产生瞬态液相，使整个键合过程在空气中即可完成，无需真空或惰性气体。

界面不脆

快速热循环在动力学上抑制了脆性 β-Al3Mg2 的形核，转而形成细小的 γ-Al12Mg17 共晶组织，起到韧化作用。

强度超过母材

优化后的层合板极限抗拉强度约 270 MPa，高于所用母材合金，证明界面结合质量足以传递载荷。

应用场景

• 轻量化层合板：用无氧化、无脆性界面的 Mg/Al 层合板替代同厚度钢板，减重的同时保持承载能力。
• 异种金属连接：在空气中直接实现 Mg/Al 冶金结合，省去保护气氛和焊后热处理，简化异种金属连接工序。
• 轻合金结构件：层合板抗拉强度超过母材，可直接作为轻合金结构件使用，无需额外界面强化处理。
• 层状金属复合材料：提供一种通过脉冲电流实现层间冶金结合的通用方法，可推广到其他易氧化、易脆化的金属组合。